JP2008511283A - Method and apparatus for customizing a power supply based on load characteristic data - Google Patents
Method and apparatus for customizing a power supply based on load characteristic data Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008511283A JP2008511283A JP2007529963A JP2007529963A JP2008511283A JP 2008511283 A JP2008511283 A JP 2008511283A JP 2007529963 A JP2007529963 A JP 2007529963A JP 2007529963 A JP2007529963 A JP 2007529963A JP 2008511283 A JP2008511283 A JP 2008511283A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- input
- power supply
- vid
- voltage
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
- G05F1/40—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
- H02M1/0012—Control circuits using digital or numerical techniques
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
- H02M1/0025—Arrangements for modifying reference values, feedback values or error values in the control loop of a converter
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
- Power Sources (AREA)
Abstract
【課題】複数のプロセッサのタイプのVIDコードのような負荷特性データに応答でき、必要とされる電圧または他の条件、例えばオーバー電圧保護制限値を、負荷特性データに従って提供する。
【解決手段】電源から電気的負荷に提供するべき電力供給特性を決定する負荷特性データを発生する電気的負荷に給電するための電源であって、電力供給特性を設定するよう、基準信号に応答自在であり、前記電気負荷に給電するための入力電圧として提供するべき出力電圧を発生するための電圧レギュレータと、前記レギュレータに対する前記基準信号を発生するための制御回路とを備え、この制御回路は、前記電気負荷からの負荷特性データおよび複数の電気負荷のタイプから、電気負荷のタイプを選択するための選択入力に応答自在であり、前記選択入力が電気負荷のタイプを決定し、前記制御回路によって、前記負荷特性データを評価できるようにし、前記レギュレータのための基準信号を発生するようになっている電源。
【選択図】図5aA method for responding to load characteristic data, such as VID codes of multiple processor types, and providing a required voltage or other condition, eg, an overvoltage protection limit value, according to the load characteristic data.
A power supply for powering an electrical load that generates load characteristic data that determines power supply characteristics to be provided from the power supply to the electrical load, responsive to a reference signal to set the power supply characteristics A voltage regulator for generating an output voltage to be provided as an input voltage for powering the electrical load, and a control circuit for generating the reference signal for the regulator, the control circuit comprising: Responsive to a selection input for selecting a type of electrical load from load characteristic data from the electrical load and a plurality of types of electrical load, the selection input determining the type of electrical load, and the control circuit A power supply adapted to evaluate the load characteristic data and to generate a reference signal for the regulator.
[Selection] Figure 5a
Description
本発明は、電源に関し、より詳細には、ポータブルコンピュータのようなデバイス、例えばノートブックパソコン、およびラップトップコンピュータに、低電圧の大電流電力を供給するための電源に関する。 The present invention relates to power supplies, and more particularly to power supplies for supplying low voltage, high current power to devices such as portable computers, such as notebook computers and laptop computers.
ポータブルコンピュータ、例えばラップトップコンピュータ、およびノートブックコンピュータのようなアプリケーションのための低電圧、大電流、高効率の電源を提供するために、現在では、多相バックコンバータスイッチング電源が使用されている。 In order to provide low voltage, high current, high efficiency power supplies for applications such as portable computers such as laptop computers and notebook computers, multiphase buck converter switching power supplies are currently used.
本発明は、電源によって給電されている負荷となっているマイクロプロセッサから受信されるVIDコードとして知られるデジタル電圧データコードのような負荷特性データに応じて、出力電圧または他の電力供給特性、例えば過電圧保護制限値を設定できる電源に関する。 The present invention provides output voltage or other power supply characteristics, such as, for example, output voltage or other power supply characteristics, depending on load characteristic data such as a digital voltage data code known as a VID code received from a microprocessor that is powered by a power source. The present invention relates to a power supply capable of setting an overvoltage protection limit value.
種々のマイクロプロセッサのメーカー、例えばインテル社、AMD社などは、作動条件に応じて、マイクロプロセッサのための電源電力入力の表を提供している。マイクロプロセッサは、プロセッサのアクティビティに応じ、特定の瞬間に必要とされる入力電圧を指定するデジタルビットを含む電圧識別(VID)コードを発生する。 Various microprocessor manufacturers, such as Intel, AMD, etc., provide a table of power supply inputs for the microprocessor, depending on operating conditions. The microprocessor generates a voltage identification (VID) code that includes digital bits that specify the input voltage required at a particular moment in response to processor activity.
これにより、負荷条件が低いときには、プロセッサはエネルギーを保存することができ、負荷条件が高いときには、より大きい電力を受けることができるようになっている。各メーカーは、異なるVIDコードを使用しており、このVIDコードは、同じメーカーが製造していても、プロセッサチップが異なれば、異なることがある。 This allows the processor to store energy when the load condition is low, and to receive more power when the load condition is high. Each manufacturer uses a different VID code, and this VID code may be different if the processor chip is different, even if the same manufacturer makes it.
過去において、コンピュータシステムのための電源は、特定のプロセッサのためのVIDコードを解読できる専用の電源を必要としていた。しかし、これらの電源は、電源が設計された対象のプロセッサ以外のプロセッサのためのVIDコードを解読することはできない。 In the past, power supplies for computer systems required a dedicated power supply that could decode the VID code for a particular processor. However, these power supplies cannot decode VID codes for processors other than the processor for which the power supply is designed.
本発明の目的は、複数のプロセッサのタイプのVIDコードのような負荷特性データに応答でき、必要とされる電圧または他の条件、例えばオーバー電圧保護制限値を、負荷特性データに従って提供できる電源を提供することにある。 It is an object of the present invention to provide a power supply that can respond to load characteristic data, such as multiple processor type VID codes, and provide the required voltage or other conditions, such as overvoltage protection limits, according to the load characteristic data. It is to provide.
本発明の上記およびそれ以外の目的は、電源から電気的負荷に提供するべき電力供給特性を決定する負荷特性データを発生する電気的負荷に給電するための電源であって、電力供給特性を設定するよう、基準信号に応答自在であり、前記電気的負荷に給電するための入力電圧として提供すべき出力電圧を発生するための電圧レギュレータと、前記レギュレータに対する前記基準信号を発生するための制御回路とを備え、この制御回路は、前記電気的負荷からの負荷特性データ、および複数の電気負荷のタイプから電気負荷のタイプを選択するための選択入力に応答自在であり、よって、前記選択入力が電気負荷のタイプを決定し、前記制御回路によって、前記負荷特性データを評価できるようにし、前記レギュレータのための基準信号を発生するようになっている電源によって達成される。 The above and other objects of the present invention are a power supply for supplying power to an electrical load that generates load characteristic data that determines the power supply characteristics to be provided from the power supply to the electrical load, and sets the power supply characteristics A voltage regulator for generating an output voltage that is responsive to a reference signal and to be provided as an input voltage for powering the electrical load, and a control circuit for generating the reference signal for the regulator The control circuit is responsive to load characteristic data from the electrical load and a selection input for selecting an electrical load type from a plurality of electrical load types, so that the selection input is Determine the type of electrical load and allow the control circuit to evaluate the load characteristic data and generate a reference signal for the regulator Is accomplished by a power source is turned so that.
本発明の上記およびそれ以外の目的は、電源からマイクロプロセッサの負荷に提供するべき電力供給特性を決定するデジタル電圧識別(VID)コードを発生するマイクロプロセッサの負荷に給電するための電源であって、出力電圧を設定するための基準電圧に応答自在であり、前記マイクロプロセッサの負荷に給電するための入力電圧として提供すべき出力電圧を発生するための電圧レギュレータと、前記レギュレータに対する前記基準信号を発生するための制御回路とを備え、この制御回路は、前記マイクロプロセッサの負荷からのデジタルVIDコード、および複数のマイクロプロセッサの負荷のタイプからのマイクロプロセッサのタイプを選択するための選択入力に応答自在であり、よって、前記選択入力がマイクロプロセッサの負荷のタイプを決定し、前記VIDコードによって、前記VIDコードを評価できるようにし、前記レギュレータのための基準信号を発生するようになっている電源によって達成される。 The above and other objects of the present invention are a power supply for powering a microprocessor load that generates a digital voltage identification (VID) code that determines the power supply characteristics to be provided from the power supply to the microprocessor load. A voltage regulator that is responsive to a reference voltage for setting an output voltage and that provides an output voltage to be provided as an input voltage for powering the microprocessor load; and the reference signal for the regulator A control circuit for generating, wherein the control circuit is responsive to a digital VID code from the microprocessor load and a selection input for selecting a microprocessor type from a plurality of microprocessor load types Therefore, the selection input is a negative value of the microprocessor. Determining the type, by the VID code, said to be able to evaluate the VID code is accomplished by a power source adapted to generate a reference signal for the regulator.
本発明の上記およびそれ以外の目的は、電源から、前記電気的負荷に提供すべき電力供給特性を決定する負荷特性データを発生する電気的負荷に給電するための方法であって、
前記電力供給特性を設定するための基準信号に応答し、前記電気的負荷に給電するための入力電圧として提供するべき出力電圧を発生するステップと、
前記電気的負荷からの負荷特性データ、および複数の電気負荷タイプから、電気的負荷のタイプを選択するための選択入力に応答し、前記レギュレータのための前記基準信号を発生し、よって、前記選択入力が電気負荷のタイプを決定し、前記レギュレータのための基準信号を発生するのに、前記負荷特性データを評価できるようにするステップを更に有する、電気負荷を給電するための方法によっても達成される。
The above and other objects of the present invention are a method for powering an electrical load from a power source that generates load characteristic data that determines power supply characteristics to be provided to the electrical load,
Responsive to a reference signal for setting the power supply characteristic, generating an output voltage to be provided as an input voltage for powering the electrical load;
Responsive to a load input from the electrical load and a selection input for selecting an electrical load type from a plurality of electrical load types, generating the reference signal for the regulator, and thus the selection Also achieved by a method for powering an electrical load, further comprising the step of allowing the input to determine the type of electrical load and to evaluate the load characteristic data to generate a reference signal for the regulator. The
さらに本発明の上記およびそれ以外の目的は、電源からマイクロプロセッサの負荷に提供すべき入力電圧を決定するデジタル電圧識別(VID)コードを発生するマイクロプロセッサの負荷に給電するための方法であって、出力電圧を設定するよう基準電圧の応答し、前記マイクロプロセッサの負荷に給電するための入力電圧として提供するべき出力電圧を発生するステップと、前記マイクロプロセッサの負荷からのデジタルVIDコード、および複数のマイクロプロセッサの負荷のタイプからマイクロプロセッサの負荷のタイプを選択するための選択入力に応答し、前記レギュレータのための前記基準信号を発生し、よって、前記選択入力がマイクロプロセッサの負荷のタイプを決定し、前記レギュレータのための前記基準信号を発生するのに、前記デジタルVIDコードを評価できるようにするステップを更に有する、マイクロプロセッサの負荷に給電するための方法によっても達成される。 Further and other objects of the present invention are a method for powering a microprocessor load that generates a digital voltage identification (VID) code that determines the input voltage to be provided from the power source to the microprocessor load. Responsive to a reference voltage to set an output voltage, generating an output voltage to be provided as an input voltage for powering the microprocessor load, a digital VID code from the microprocessor load, and a plurality of In response to a selection input for selecting a microprocessor load type from a microprocessor load type, and generating the reference signal for the regulator, so that the selection input determines the microprocessor load type. Determine and generate the reference signal for the regulator The said further comprising the step of allowing evaluation of digital VID codes also achieved by a method for powering a microprocessor load.
添付図面を参照して行う、本発明の次の詳細な説明を読めば、本発明の上記以外の特徴および利点が明らかとなると思う。
次に、添付図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the invention when read with reference to the accompanying drawings.
The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
図1には、二相バックコンバータのスイッチングレギュレータ電源が示されている。図2のブロック図に示されている制御チップ10は、図1において12が付けられた多数のデジタル入力VID0〜VID5を受信する。
FIG. 1 shows a switching regulator power supply for a two-phase buck converter. The
このVID入力は、給電中のマイクロプロセッサから受信され、種々の条件下で、バックコンバータの電圧出力を設定するデジタルビットとなっている。例えば、インテル社のVR−10チップでは、出力電圧は、チップメーカーによって決定されるVID0〜VID5上のデジタルビットの設定に基づき、0.8375V〜1.6000Vの間で変化する。 This VID input is received from a powering microprocessor and is a digital bit that sets the voltage output of the buck converter under various conditions. For example, in an Intel VR-10 chip, the output voltage varies between 0.8375V and 1.6000V based on the digital bit settings on VID0 to VID5 determined by the chip manufacturer.
どのプロセッサチップが給電中であるかを表示するために、ピンVID_SEL(13)が使用され、これによって、制御チップ10は、VIDコードを識別できる。例えば、VID_SELがアースされている場合、プロセッサチップは、インテル社のVR−10であり、このチップに対する適正な電圧を提供するようにVIDコードが解読される。
Pin VID_SEL (13) is used to indicate which processor chip is being powered, which allows
VID_SELがVCCにある場合、プロセッサは、AMD社のATHLONである。VID_SELがオープンなままである場合、プロセッサは、AMD社のHAMMERである。ATHLONチップでは、Voutのレンジは、1.100〜1.550Vである。 If VID_SEL is at VCC, the processor is an AMD ATHLON. If VID_SEL remains open, the processor is AMD's HAMMER. In the ATHLON chip, the range of Vout is 1.100 to 1.550V.
3つのすべてのプロセッサに対し、すべてのVIDビットが1であると、Voutは、ディスエーブルされる。すなわち、OFFとなる。図1では、VID_SELは、アースに接続されているように示されているので、制御チップ10は、VIDコードをインテル社のVR_10チップとして解読する。
For all three processors, if all VID bits are 1, Vout is disabled. That is, it becomes OFF. In FIG. 1, VID_SEL is shown as being connected to ground, so the
図1を参照する。適当な電源、一般にはバッテリー、またはAC−DCトランス/整流器からの電力が、VINで供給される。制御チップ10は、多相コンバータの第1位相14の高電圧側トランジスタ、および低電圧側トランジスタを駆動するための出力GATE H1、およびGATE L1を有する。トランジスタH1は、高電圧側トランジスタであり、トランジスタL1は、低電圧側トランジスタである。
Please refer to FIG. Power from a suitable power source, typically a battery, or an AC-DC transformer / rectifier is supplied at VIN. The
出力GATE H2およびGATE L2は、高電圧側トランジスタH2および低電圧側トランジスタL2を含む第2位相16を駆動する。トランジスタの各セットは、ハーフブリッジ構造に配置されており、それぞれの出力インダクタL10およびL20に対して共通の接続部が設けられている。インダクタL10およびL20の他端部は、共通出力ノードVOUT+に結合されており、VOUT+とアース(VOUT−)との間に結合された出力コンデンサCOUTの両端で出力がとられる。
Outputs GATE H2 and GATE L2 drive a
出力電圧は、VOUTSNS+とVOUTSNS−との間で検出され、これらVOUTSNS+およびVOUTSNS−は、それぞれ、制御チップ10のフィードバックFB入力およびVOSNS−入力に印加される。
The output voltage is detected between VOUTSNS + and VOUTSNS−, and these VOUTSNS + and VOUTSNS− are applied to the feedback FB input and VOSNS− input of the
各位相に対する電流検出は、それぞれ、入力CSINP1およびCSINP2で行われ、無損失の平均インダクタ電流検出により電流が検出され、インダクタL10の両端には、位相1のための直列抵抗器RCS1およびコンデンサCCS1が直列に接続され、コンデンサの両端の電圧が検出されるようになっている。
Current detection for each phase is performed at inputs CSINP1 and CSINP2, respectively, and current is detected by lossless average inductor current detection. A series resistor RCS1 and a capacitor CCS1 for
抵抗器RCS1とコンデンサCCS1とは、RCS1とCCS1の時定数がL10のインダクタンスをインダクタDCの抵抗値で除算した、インダクタの時定数に等しくなるように選択されている。これら2つの時定数が一致すると、CCS1の両端の電圧は、L10内の電流に比例し、検出回路は、あたかもRLの値(L10のDC抵抗)を有する検出抵抗器しか使用されていないかのように、検出回路を取り扱うことができる。これらの時定数が一致していなくても、インダクタDC電流の測定値に影響しないが、インダクタ電流のAC成分には影響する。 Resistor RCS1 and capacitor CCS1 are selected such that the time constants of RCS1 and CCS1 are equal to the inductor time constant obtained by dividing the inductance of L10 by the resistance value of inductor DC. If these two time constants match, the voltage across CCS1 is proportional to the current in L10, and the detection circuit is as if only a detection resistor having a value of RL (L10 DC resistance) is used. Thus, the detection circuit can be handled. Even if these time constants do not match, the measured value of the inductor DC current is not affected, but the AC component of the inductor current is affected.
高電圧側検出、または低電圧側検出に対し、インダクタ電流を検出する利点は、スイッチ電流に関するピーク情報、またはサンプル情報ではない、負荷に送られている実際の出力電流が検出されるという点にある。リアルタイム情報に基づき、負荷ラインを満たすように出力電圧を定めることができる。 The advantage of detecting inductor current over high side detection or low side detection is that it detects the actual output current being sent to the load, not the peak information or sample information about the switch current. is there. Based on the real-time information, the output voltage can be determined to fill the load line.
インダクタと直列な検出抵抗器を除けば、単一サイクルの過渡現象応答をサポートできるのは、この検出方法だけである。負荷の増加(低電圧側検出)、または負荷の減少(高電圧側検出)のいずれかの間で、情報を提供する他の方法はない。別の位相2は、検出抵抗器RCS2およびコンデンサCCS2を有し、同じように機能する。
Except for the sense resistor in series with the inductor, this is the only sense method that can support a single cycle transient response. There is no other way to provide information either during load increase (low voltage side detection) or load decrease (high voltage side detection). Another
図2には、制御チップ10のブロック図が、より詳細に示されている。ここでは、トレーリングエッジ(後縁)変調を行う電圧モード制御が行われる。電圧制御ループ内では、高利得のワイドバンド幅の電圧タイプのエラー増幅器が使用されている。入力FBにおいて、出力電圧検出が行われ、この電圧は、エラー増幅器の反転入力へ提供される。
FIG. 2 shows a block diagram of the
他の非反転入力は、基準電圧VDACに結合されており、この基準電圧は、上記図1を参照して説明したようなVIDおよびVID_SELピンによってセットされる。図1におけるVID_SELピンは、インテル社のVR10チップに対してアースされるように示されている。 The other non-inverting input is coupled to a reference voltage VDAC, which is set by the VID and VID_SEL pins as described with reference to FIG. 1 above. The VID_SEL pin in FIG. 1 is shown to be grounded to the Intel VR10 chip.
他のプロセッサ、例えばAMD HAMMERまたはATHLONのプロセッサでは、VID_SELピンは、異なる電圧に接続されるか、オープンなままである。AMD HAMMERプロセッサでは、VID_SELはオープンであり、AMD ATHLONチップでは、VID_SELはVCCに接続される。VDACの設定は、エラー増幅器50のための基準電圧VDACを決定するので、その出力電圧をセットする。
In other processors, such as AMD HAMMER or ATHLON processors, the VID_SEL pin is connected to a different voltage or remains open. In an AMD HAMMER processor, VID_SEL is open, and in an AMD ATHLON chip, VID_SEL is connected to VCC. The VDAC setting determines the reference voltage VDAC for the
制御チップ10は、外部抵抗器ROSCを使ってプログラムできる発振器60を有する。この発振器は、図3Aに示すような50%のデューティサイクルの内部鋸歯状信号を発生する。図3Aの50%のデューティサイクルの鋸歯状信号は、位相1および位相2のRSフリップフロップ70および80をセットする180°位相のずれた2つのタイミングパルス信号を発生するのに使用される。
The
図3Bおよび図3Cには、タイミングパルスが示されており、このパルスは、図2ではCLK1およびCLK2として示されている。 3B and 3C show timing pulses, which are shown as CLK1 and CLK2 in FIG.
図2および図3を参照すると、各フリップフロップ70および80は、クロックパルス受信時にセットされる。更に、それぞれのPWMコンパレータ90および100の非反転入力には、それぞれのランプ電圧が提供される。エラー増幅器50の出力は、PWMコンパレータの各々の反転入力へ供給される。PWMコンパレータ90には、傾き固定ランプ電圧が提供されるが、このランプ電圧は、電流ソースIROSC/2から、コンデンサ110を通して電流を充電することによって発生される。フリップフロップ70がセットされるとき、低電圧側スイッチL1は、ターンオフされ、高電圧側スイッチH1は、ターンオンされる。図4A、図4C、および図4Dも参照されたい。
Referring to FIGS. 2 and 3, each flip-
コンデンサ110の両端のスイッチSW1は、フリップフロップ70のQB出力によってオープンとされ、コンデンサ110がPWMコンパレータ90へランプ電圧を提供するための充電を開始できるようにする。同様に、フリップフロップ80によって制御され、別の位相では、クロックパルスの受信時に、低電圧側ドライバーがターンオフされ、高電圧側ドライバーがターンオンされ、フリップフロップ80のQB出力によってスイッチSW2がオープンとされると、コンデンサ120は充電を開始する。
Switch SW1 across
位相1では、コンデンサ110は、パーセントデューティサイクル当たり、約57ミリボルトの傾き固定ランプレートを生じさせるスイッチング周波数に比例する電流ソースによって充電される。例えば、定常状態の作動スイッチモードのデューティサイクルは10%であり、内部ランプの振幅は、図3Dに示すように、スタートポイントから、ランプがエラー増幅器EAOUTの出力電圧に交差する時間まで、約570mVとなる。図3Dでは、PWMコンパレータ90の非反転入力へ提供される傾き固定ランプ信号は、グラフの第1象限および第3象限に示されている。
In
これとは対照的に、第2位相のためのPWMコンパレータ100には、傾き可変ランプ電圧が供給されるが、このランプ電圧は、図3Dの第2象限、および第4象限に示されており、後により詳細に説明する。 In contrast, the PWM comparator 100 for the second phase is supplied with a variable slope ramp voltage, which is shown in the second and fourth quadrants of FIG. 3D. This will be described in detail later.
位相1では、PWMランプ電圧がエラー増幅器の出力電圧を超えると、フリップフロップ70がリセットされる。これによって、高電圧側スイッチH1がターンオフされ、低電圧側スイッチL1がターンオンされ、次のクロックパルスまで、PWMランプは0.7Vまで放電される。位相2のフリップフロップ80およびコンパレータ100は、同じように作動するが、後述するように、コンパレータ100の非反転入力へ提供されるランプ信号の傾きは可変である。
In
各フリップフロップ70、80は、ドミナントにリセットされるので、双方の位相は、負荷のステップ状の減少に応答し、数十ナノ秒以内に、0デューティサイクルとなることができる。位相は、クロック電圧によってターンオンがゲート制御される負荷のステップ状の増加に応答し、位相は、オーバーラップし、100%のデューティサイクルとなることができる。
Since each flip-
PWMコンパレータの共通モードの入力レンジよりも大きいエラー増幅器の出力電圧の結果、PWMランプの電圧にかかわらず、100%のデューティサイクルとなる。このような構造は、エラー増幅器50が常に制御状態にあり、必要であれば、0〜100%のデューティサイクルを要求できることを保証している。
As a result of the output voltage of the error amplifier that is larger than the input range of the common mode of the PWM comparator, the duty cycle is 100% regardless of the voltage of the PWM lamp. Such a structure ensures that the
ほとんどのシステムの低い出力対入力電圧比を仮定した場合に、適当な負荷のステップ状の減少に対する応答をすることが有利である。インダクタの電流は、負荷の過渡減少に応答し、減少ではなく、より急速に増加することになる。 Given the low output-to-input voltage ratio of most systems, it is advantageous to respond to a suitable load step reduction. Inductor current will increase more rapidly in response to a load transient decrease rather than decrease.
この制御方法は、単一スイッチングサイクル内で、インダクタ電流が負荷の過渡現象に応答して変化し、電源の有効性を最大にすると共に、出力コンデンサの条件を最小にするようになっている。 This control method is such that, within a single switching cycle, the inductor current changes in response to load transients, maximizing power supply effectiveness and minimizing output capacitor requirements.
上記のように、コンパレータ90へのランプ信号と、コンパレータ100へのランプ信号とは異なる。PWMコンパレータ90は、図3Dの象限IおよびIIIに示されるような傾き固定ランプ電圧を受信する。
As described above, the ramp signal to the
これとは対照的に、PWMコンパレータ100は、その非反転入力で、図3Dの象限IIおよびIVに示されるような傾き可変ランプ電圧を受信する。この傾き可変ランプ電圧は、入力CSINP1およびCSINP2に応答し、分配調整エラー増幅器130によって調整される。
In contrast, PWM comparator 100 receives, at its non-inverting input, a variable slope ramp voltage as shown in quadrants II and IV of FIG. 3D. This variable slope ramp voltage is adjusted by distribution
2つの位相の間の電流の分配は、マスター−スレーブ電流分配ループトポロジーによって達成される。位相1の電流検出増幅器140の出力は、分配調整エラー増幅器130に対する可変基準を設定する。
The distribution of current between the two phases is achieved by a master-slave current distribution loop topology. The output of the
次に、分配調整エラー増幅器は図3D内の点線で示されるように、傾きを調整することにより、PWMランプ2のデューティサイクルを調整し、分配調整増幅器の入力エラーをゼロにし、この結果、2つの位相の間の電流の分配を正確にすることができる。
Next, the distribution adjustment error amplifier adjusts the duty cycle of the
好ましい実施例におけるランプ1に対するランプ2の最大および最小デューティサイクル調整レンジは、マスター、すなわち傾き固定(位相1)ランプ信号の0.5Xおよび2.0Xに制限されている。このことは、図3D内の位相2のPWMコンパレータ100へ提供されるランプ電圧の傾きによって示されている。
The maximum and minimum duty cycle adjustment ranges of
最小デューティサイクルは、図3D内で傾きが最大のランプ信号によって示されており、最大のデューティサイクルは、図3D内で傾きが最小のランプによって示されている。 The minimum duty cycle is indicated by the ramp with the maximum slope in FIG. 3D, and the maximum duty cycle is indicated by the ramp with the minimum slope in FIG. 3D.
電流分配ループのクロスオーバー周波数は、分配ループが出力電圧ループに干渉しないよう、SCOMP入力ターミナルにあるコンデンサにより、プログラムすることができる。このSCOMPコンデンサは、25マイクロアンペアをソーシング、およびシンキングできるトランスコンダクタンスステージによって駆動される。ランプ2のデューティサイクルは、SCOMPピン上の電圧を逆にトラッキングするようになっている。
The crossover frequency of the current distribution loop can be programmed by a capacitor at the SCOMP input terminal so that the distribution loop does not interfere with the output voltage loop. This SCOMP capacitor is driven by a transconductance stage that can source and sink 25 microamps. The duty cycle of
電圧SCOMPが増加した場合、PWMコンパレータ100、すなわち、位相2のコンパレータに提供されるランプの傾きは増大し、それぞれのデューティサイクルは減少する。その結果、位相2の出力電流が減少するソース電流が25マイクロアンペアに限定されていることに起因し、高電圧側トランジスタにゲートパルスが提供される前に、PWMコンパレータ100に提供されるランプ信号のデューティサイクルが、ランプ1のデューティサイクルに等しくなるように、プリコンディションV(SCOMP)にSCOMPプリチャージ回路が含まれている。
When the voltage SCOMP increases, the slope of the ramp provided to the PWM comparator 100, ie the
図2および図3に示すように、傾き固定ランプは、電流ソースIROSC/2から充電され、傾き可変ランプは、IROSCで充電されるが、このランプは、可変電流シンク190によって分流される。このシンクは、0からIROSC×3/4までのレンジ内で電流をシンキングする。従って、電流充電コンデンサ120のレンジは、0からIROSC/4までのレンジである。すなわち、2Xから、傾き固定ランプ発生回路におけるコンデンサ110の充電レートの1/2までの範囲となる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the fixed slope ramp is charged from a current source IROSC / 2 and the variable slope ramp is charged at IROSC, but this ramp is shunted by a variable
図4は、第1の位相に対する種々の条件下のPWM作動波形を示す。第2の位相も同様であるが、PWMランプ1とは異なり、PWMランプ2は、傾きが可変となっている点が異なる。CLK1パルスは、フリップフロップ70へ提供されるようになっている。
FIG. 4 shows PWM operating waveforms under various conditions for the first phase. The same applies to the second phase, but unlike the
図4Bには、種々の負荷条件下のエラー増幅器50の出力電圧EAOUTが示されている。図4Bの左側部分に示すように、PWMランプ1と表示されているPWMコンパレータ90に対するランプ電圧が、エラー増幅器50の出力電圧と等しくなると、図4Cおよび図4Dに示すように、高電圧側トランジスタはターンオフされ、低電圧側トランジスタがターンオンされる。
FIG. 4B shows the output voltage EAOUT of the
次のクロックパルス(CLK1)では、エラー増幅器の出力が増加する。このことは、より大きい電流が要求されているため、出力電圧が低下したことを示す。従って、ランプ電圧がより高い電圧レベルまで増加した後にしか、ランプ電圧はエラー増幅器の電圧に等しくならない。そのため、高電圧側トランジスタのデューティサイクルが大きくなること、すなわち、図4Cに示すように、パルス幅が広くなり、従って、位相1のインダクタに供給される出力電流が増加することを保証する。従って、図4Dに示すように、より長い時間にわたって、低電圧側トランジスタはオフとなる。
At the next clock pulse (CLK1), the output of the error amplifier increases. This indicates that the output voltage has decreased because a larger current is required. Thus, only after the ramp voltage has increased to a higher voltage level, the ramp voltage is equal to the error amplifier voltage. Therefore, it is ensured that the duty cycle of the high voltage side transistor is increased, that is, the pulse width is widened as shown in FIG. 4C, and therefore the output current supplied to the
第3クロックパルスにより、エラー増幅器の入力信号は、図4に示すようにほぼ0となるので、これによって、電流要求量が減少したこと、または障害があることが分かる。 Due to the third clock pulse, the input signal of the error amplifier becomes almost zero as shown in FIG. 4, so that it can be seen that the current requirement is reduced or there is a failure.
エラー増幅器の出力電圧が、0.55ボルトよりも低下した場合、0%のデューティサイクルのコンパレータ160(図2)は、低電圧側トランジスタもターンオフする。図示のように、この期間中、高電圧側トランジスタもオフされる。 If the error amplifier output voltage drops below 0.55 volts, the 0% duty cycle comparator 160 (FIG. 2) also turns off the low side transistor. As shown, the high side transistor is also turned off during this period.
図4の第4クロックパルスにより、エラー増幅器の出力電圧は再び増加し、ランプは、図4Bに示されているようになり、ゲートドライブは、図4Cおよび図4Dに示されているようになる。 With the fourth clock pulse of FIG. 4, the error amplifier output voltage increases again, the ramp is as shown in FIG. 4B, and the gate drive is as shown in FIGS. 4C and 4D. .
図3Cに示されているように、本発明の回路は、PWMコンパレータのうちのすべてではない、少なくとも1つに対するランプ電圧の傾きを調整することにより、電流の分配を可能にする。 As shown in FIG. 3C, the circuit of the present invention allows current distribution by adjusting the slope of the ramp voltage relative to at least one but not all of the PWM comparators.
二相コンバータでは、1つの位相に対するランプの傾きしか調整しない。三相コンバータでは、2つのランプの傾きを調整する。第1コンパレータ90の非反転入力に提供されるランプの傾きは、図3D内の固定ランプ1に示されているように常に一定である。例えば、位相1で要求される電流が増加した場合、この電流は、抵抗器RCS1とCCS1のノードで検出される。
A two-phase converter only adjusts the slope of the lamp with respect to one phase. In the three-phase converter, the inclination of the two lamps is adjusted. The slope of the ramp provided to the non-inverting input of the
増加した電流は、増幅器140の非反転入力端に現れ、この電流は、加算ステージ170により、電圧VDACに加算される。加算ステージ170の増加した出力信号は、分配調整エラー増幅器130の非反転入力端に提供され、分配調整エラー増幅器の出力信号を増加させる。これによって、電流ソース190を通過する電流は増加し、コンデンサ120から電流を分流させるので、コンデンサ120を充電するのにかかる時間が長くなる。
The increased current appears at the non-inverting input of amplifier 140, and this current is added to voltage VDAC by summing
傾きは、デューティサイクルがより長いランプ2の波形により、図3Dに示すようにフラットとなる。これによって、PWMコンパレータ100の出力は、より長時間にわたって低く留まるので、フリップフロップ80がセットされたままとなり、より長時間にわたって、高電圧側トランジスタH2をオン状態に維持し、第2位相から得られる電流を増加することを保証できる。
The slope is flat as shown in FIG. 3D due to the waveform of
従って、第2の位相は、第1位相が要求する増加した電流と一致する。第2位相電流が増加するにつれ、第1位相は、双方の位相の電流が等しくなるまで減少して、これを補償する。第2位相によって供給される電流が増加するにつれ、エラー増幅器の出力も低下するので、このようなことが生じる。 Thus, the second phase matches the increased current required by the first phase. As the second phase current increases, the first phase decreases to compensate for both phase currents being equal. This occurs because the error amplifier output decreases as the current supplied by the second phase increases.
同様に、第2位相における電流が、検出電圧CSINP2によって検出されるように増加した場合、増幅器150の出力は増加するので、分配調整エラー増幅器130への反転入力も増加し、分配調整エラー増幅器の出力は低下する。これによって、電流ソース190によって分流される電流は減少し、コンデンサ120はより急速に充電され、従って、ランプ2の電圧の傾きは、図3Dに示すように、より大きくなる。従って、PWMコンパレータの出力は、より迅速にハイレベルとなり、フリップフロップ80をリセットし、高電圧側トランジスタH2をターンオフし、第2位相によって供給される電流を減少させる。
Similarly, if the current in the second phase increases as detected by detection voltage CSINP2, the output of
同時に、エラー増幅器50の出力は増加するので、双方の位相の高電圧側トランジスタのオン時間は長くなる。ランプ2の傾きが小さくなったことによって生じる電流の減少を補償するために、第1の位相は、第2の位相が供給する減少した電流と一致するように電流を供給する。これら2つの位相によって供給される電流は、分配調整エラー増幅器の入力の両端のエラーが、0となるように駆動される。
At the same time, since the output of the
これとは逆に、位相1における電流が減少した場合、増幅器130の非反転入力は減少し、増幅器130の出力を減少させ、その結果、コンデンサ120は、より短時間に充電された状態となり、位相2の高電圧側トランジスタをより短時間にターンオフし、位相1の電流に一致するように、位相2の電流を減少させる。
Conversely, if the current in
位相2での電流が減少した場合、増幅器130の反転入力端における電圧は減少し、コンデンサ120をより長い時間にわたって充電し、位相2のトランジスタによって供給される電流を増加させる。位相1のトランジスタは、これら電流が供給する電流を減少させ、位相2のトランジスタと一致させるように補償する。増幅器130の入力が一旦等しくなると、出力位相の電流も等しくなる。
If the current in
いずれのケースにおいても、エラー増幅器50の出力は、出力電流要求量をトラッキングする(この出力は、出力電流要求量が増加したときに増加し、出力電流要求量が減少したときに減少する)が、分配調整増幅器130は複数の位相における電流を等しくするように作動する。
In either case, the output of the
従って、エラー増幅器50は、負荷が要求するように、すべての位相における電流を増減するように作動するが、分配調整増幅器は、傾き可変ランプ信号によって駆動されるPWMコンパレータを有するすべての位相により供給される電流を増減し、負荷電流を等しくするように作動する。
Thus, the
図5は、コンバータの出力電圧を設定するためのVID制御回路の詳細を示す。 FIG. 5 shows details of the VID control circuit for setting the output voltage of the converter.
VIDコードは、VID入力12において、マイクロプロセッサから受信される。これらVIDにおいて各入力12は、それぞれの電圧ソース300、例えば電圧ソース301によって示されるように、入力信号を4.9Vまでプルアップする18μAの電流ソースによって、プルアップされる。ブロック310は、スレッショルド電圧312を有する複数のVID入力コンパレータ310A〜310F(VID入力ごとに、1つのコンパレータ)を含んでいる。これらコンパレータのうちの1つのコンパレータ310Aしか示されていない。
The VID code is received from the microprocessor at the
スレッショルド電圧312は、VID_SEL上の入力によって決定される。インテル社のVR−10プロセッサ(HAMMERまたはATHLON)の場合、スレッショルドは0.6Vであり、AMD社のプロセッサでは、AMDチップに対してスレッショルドは1.5Vである。VID_SELがオープンであるか、またはVCCであるとき、スレッショルドは1.5Vとなる。VID_SELがアースされているとき、インテル社のVR−10チップに対して、スレッショルドは0.6Vにセットされる。
The
VID_SELがアース電位にあると、コンパレータ320および330の双方の出力は低レベルとなる。このことは、VIDコードをインテル社のVR−10チップに対して解読すべきである旨を、デジタル−アナログコンバータ(DAC)340に伝える。入力350および360の双方が低レベルであると、DAC340は、インテル社のVR−10チップのVIDコードに対してデフォルトする。コンパレータ330の低出力は、スイッチ311を介して、0.6Vスレッショルドも選択する。
When VID_SEL is at ground potential, the outputs of both
VID_SELがオープンであるとき、コンパレータ320の出力は低レベルとなる。VID−SELがオープンであると、電流ソース321は、VID−SELをコンパレータ320のための3.3V基準よりも低い電圧までプルアップするので、その出力は低くなる。
When VID_SEL is open, the output of the
しかし、1.2V基準を有するコンパレータ330の出力は高くなるので、入力360は高くなり、DAC340がAMD HAMMERチップに対するVIDコードを解読することを命令する。同時に、コンパレータ330の高出力は、スイッチ311を介して、VID入力コンパレータ310のための1.5Vスレッショルドを選択する。
However, since the output of the
VID_SELがVCCとなっている場合、コンパレータ320および330の出力は、いずれも高レベルとなるので、AMD社のATHLONプロセッサチップのためのVIDコードを解読すべき旨を、DAC340に通知する。コンパレータ330の高出力は、VID入力コンパレータ310のための1.5Vスレッショルドも選択する。
When VID_SEL is VCC, the outputs of the
コンパレータ310がデコードするような入力VIDビットに応じ、DAC340は、トランスコンダクタンスDACバッファ360を介して、図2〜図4を参照して説明したエラー増幅器50へ基準電圧VDAC380を提供し、コンバータの出力電圧を設定する。
In response to the input VID bit as decoded by the
VDACの電圧は、正確な抵抗器を介してFBに結ばれているEAOUTにより、エラー増幅器の出力電圧にトリミングされる。このことは、DACバッファ入力オフセット、エラー増幅器の入力オフセット、およびRROSCに基づくFBバイアス電流の発生のエラーを補償する。このトリミング方法は、0.5%のシステム精度を提供する。 The voltage on VDAC is trimmed to the output voltage of the error amplifier by EAOUT tied to FB through a precise resistor. This compensates for errors in the generation of FB bias current based on DAC buffer input offset, error amplifier input offset, and RROSC. This trimming method provides a system accuracy of 0.5%.
図5のVID制御回路は、作動中にVIDコードの変化を受け入れ、従ってVDAC電圧を変えることができる。この回路は、VID変化を検出し、ブランキング回路370を介し、400nsに対するDAC340の出力応答をブランキングし、新しいコードが有効であり、スキューまたはノイズに起因するものでないことを証明できる。
The VID control circuit of FIG. 5 can accept changes in the VID code during operation and thus change the VDAC voltage. This circuit can detect VID changes and blank the output response of
VDACバッファアンプ362のシンク/ソース能力は、上記発振周波数RROSCをセットする同じ外部抵抗器によってプログラムされる。VDACピン380における電圧のスルーレートは、VDACピンとVOSNSピンとの間の外部コンデンサCDACによって調整できる。このコンデンサと直列に接続されたRDAC抵抗器は、VDACバッファアンプを補償するのに使用される(図1を参照されたい)。
The sink / source capability of the
デジタルVIDの過渡現象の結果、VDAC電圧およびコンバータ出力電圧のアナログ過渡現象がスムーズとなり、入力および出力コンデンサにおけるインラッシュ電流および出力電圧のオーバーシュートが最小とされる。 As a result of the digital VID transient, the analog transient of the VDAC voltage and converter output voltage is smooth, and the inrush current and output voltage overshoot at the input and output capacitors are minimized.
過渡現象中の出力電圧の偏差、および最大電流を吸収中の負荷の電力散逸を減少するのに、適応型電圧ポジショニングが使用される。図2には、電圧ポジショニングに関連するこの回路が示されている。エラー増幅器50の反転入力(ピンFB)とコンバータの出力電圧との間には、抵抗器RFBが接続されている。発振周波数RROSCをプログラムする同じ外部抵抗器によって値がプログラムされる内部電流ソース200は、FBピンから電流をポンピングする。
Adaptive voltage positioning is used to reduce the output voltage deviation during transients and the power dissipation of the load absorbing the maximum current. FIG. 2 shows this circuit in relation to voltage positioning. A resistor RFB is connected between the inverting input (pin FB) of the
FBバイアス電流はRFBの両端にポンピング電圧低下を発生し、この電圧低下はコンバータの出力電圧を、V(VDAC)−I(FB)×RFBに下げ、エラー増幅器50の入力でバランスを維持する。RFBは、オフセット固定電圧の所望する値を、DAC電圧よりも低くプログラムするように選択されている。
The FB bias current causes a pumping voltage drop across RFB, which reduces the converter output voltage to V (VDAC) -I (FB) × RFB and maintains balance at the input of
VDRピンにおける電圧は、位相電流検出増幅器140と150の双方の平均値であり、この値は、VDR電圧をすべての位相の平均インダクタ電流の合計を示す。VDRピンは、抵抗器RDRPを介して、FBピンに接続されている。エラー増幅器50は、電源ループを介して、FBピン上の電圧をVDACに等しくする。従って、RDRPを通過する電流は(VDRP−VDAC)/RDRPと等しい。
The voltage at the VDR pin is the average value of both phase
従って、負荷電流が増加するにつれ、VDRP電圧も増加し、その結果、RFB電流が増加し、更にレギュレートされた出力電圧を、より低くポジショニングするので、負荷電流の増加に比例した出力電圧の減少が行われる。従って、抵抗器RDRPにより、コンバータのドループインピーダンスまたは出力インピーダンスをプログラムできる。コンバータの出力インピーダンスのオフセット、および傾きは、VDAC電圧と無関係となっている。 Thus, as the load current increases, the VDRP voltage also increases, resulting in an increase in RFB current and lower regulated output voltage, thus reducing the output voltage proportional to the increase in load current. Is done. Thus, the resistor RDRP can program the droop impedance or output impedance of the converter. The offset and slope of the converter output impedance are independent of the VDAC voltage.
AMD社は、許容できる電源レギュレートウィンドーを、AMD社が指定するVIDテーブル電圧を中心とする±50mVに指定している。このVIDテーブル電圧は、チップメーカーから出されている仕様書から知ることができる。 AMD specifies an acceptable power supply regulation window of ± 50 mV centered on the VID table voltage specified by AMD. This VID table voltage can be known from the specifications issued by the chip manufacturer.
インテル社は、VR−10.0に対して、VIDテーブル電圧を絶対最大電源電圧に指定している。3つの全てのDACオプションを設けるために、HAMMERおよびATHLONのDAC出力電圧は、AMD社の使用書に利子得とされている値よりも50mV高く、予め位置決めされている。 Intel specifies the VID table voltage as the absolute maximum power supply voltage for VR-10.0. In order to provide all three DAC options, the HAMMER and ATHLON DAC output voltages are pre-positioned 50 mV higher than the value that would be of interest in AMD's use document.
テスト中、デジタル−アナログコンバータから追加50mVをキャンセルするために、EAOUTとFBとの間に直列抵抗器が挿入されている。IROSCに等しいFBバイアス電流は、50mVのキャンセル電圧を発生する。 During the test, a series resistor is inserted between EAOUT and FB to cancel an additional 50 mV from the digital to analog converter. An FB bias current equal to IROSC generates a 50 mV cancellation voltage.
回路内のこの50mVのキャンセル抵抗器により、V(EAOUT)をモニタすることによるVDAC電圧のトリミングは、FBバイアス電流におけるエラーもトリミング除去する。 Trimming the VDAC voltage by monitoring V (EAOUT) with this 50 mV cancellation resistor in the circuit also trims errors in the FB bias current.
VDRPピン電圧は、コンバータの平均電流にDAC電圧を加えた値を示している。負荷電流は、VDRP電圧からVDAC電圧を減算することによって知ることができる。 The VDRP pin voltage represents a value obtained by adding the DAC voltage to the average current of the converter. The load current can be known by subtracting the VDAC voltage from the VDRP voltage.
図5は、本発明が電源出力電圧の他に電源の他の特性を決定または設定できることを示している。例えば、本発明により、OVP(過電圧保護)制限値を決定できる。 FIG. 5 illustrates that the present invention can determine or set other characteristics of the power supply besides the power supply output voltage. For example, according to the present invention, an OVP (overvoltage protection) limit value can be determined.
図1に示すように、制御チップ10は、OVP入力8を有する。このOVP入力8は、電源に対する過電圧保護制限値を設定する。インテル社のチップに対し、OVP制限値は、VDACよりも150mV高く、AMDに対しては、この値は、VDACよりも450mV高い。
As shown in FIG. 1, the
このようなことを行うために、電圧FB(電源の出力電圧)、および所定の電圧VDAC+150mV、またはVDAC+450mVに応答するOVPコンパレータ390が設けられている。VID_SELがVCCであるか、またはフローティングとなっている場合、ライン360は高いレベルとなる。このことは、負荷がAMDチップであることを意味するので、スイッチ400は、基準電圧410(450mV)を選択する。
In order to do this, an
ライン360が低レベルであれば、負荷は、インテル社のVR−10.0チップであり、基準電圧420(150mV)が選択される。
If
以上、出力電圧およびOVP制限値を制御することを例にあげて、本発明について説明したが、本発明によれば、電源の他の出力または特性を負荷に対して、同じようにカスタム化することができる。 The present invention has been described above by taking the example of controlling the output voltage and the OVP limit value, but according to the present invention, other outputs or characteristics of the power supply are similarly customized to the load. be able to.
以上、二相コンバータを参照して本発明について説明したが、本発明は、任意のタイプの電源、例えば単相コンバータまたは三相以上のコンバータ、もしくは非コンバータ式電源にも利用できるものである。 The present invention has been described above with reference to a two-phase converter. However, the present invention can also be used for any type of power source, for example, a single-phase converter, a converter having three or more phases, or a non-converter power source.
3つの負荷のタイプ(インテル社のVR−10.0、AMD社のATHLON、およびAMD社のHAMMER)のうちのいずれかを選択することとして、本発明を説明したが、当業者であれば、本発明は、負荷が4つ以上のタイプ、例えば4つ以上の異なるマイクロプロセッサのタイプにも拡張できることが理解できると思う。このことは、選択回路が4つ以上のプロセッサのタイプを見分けることができるように、VID_SELピンに応答自在な選択回路を適当に設計することによって達成できる。 Although the present invention has been described as selecting one of three load types (Intel VR-10.0, AMD ATHLON, and AMD HAMMER), those skilled in the art will be able to: It will be appreciated that the present invention can be extended to more than four types of loads, eg, more than four different microprocessor types. This can be accomplished by appropriately designing a selection circuit that is responsive to the VID_SEL pin so that the selection circuit can distinguish between four or more processor types.
例えば図5に示すように、VID_SELピンは、選択回路に対して、3つのレベル、すなわち、アースレベル、VCCレベル、およびフローティングレベルを提供する。4つの負荷タイプに適合するように、この回路を拡張するために、VID_SELに、第4のレベル(例えば、アースレベルとVCCレベルの間の電圧レベルVBIAS)を設け、例えば別のコンパレータを追加することにより、追加回路を適当に設計し直すことができる。 For example, as shown in FIG. 5, the VID_SEL pin provides three levels for the select circuit: a ground level, a VCC level, and a floating level. To extend this circuit to accommodate four load types, VID_SEL is provided with a fourth level (eg, voltage level V BIAS between ground level and VCC level), for example adding another comparator By doing so, the additional circuit can be appropriately redesigned.
以上、本発明の特定の実施例を参照して、本発明について説明したが、当業者には、上記以外の他の多数の変形例および変更例、並びに他の用途も明らかであると思う。従って、本発明は、本明細書の特定の開示によって制限されるものでなく、特許請求の範囲のみによって制限されるべきものである。 Although the invention has been described with reference to specific embodiments of the invention, many other variations and modifications and other uses will become apparent to those skilled in the art. Accordingly, the invention is not to be limited by the specific disclosure herein, but only by the claims.
10 制御チップ
14 第1位相
16 第2位相
50 エラー増幅器
60 発振器
70、80 フリップフロップ
90、100 PWMコンパレータ
110 コンデンサ
130 エラー増幅器
140 電流検出増幅器
DESCRIPTION OF
Claims (58)
電力供給特性を設定するよう、基準信号に応答自在であり、前記電気的負荷に給電するための入力電圧として提供するべき出力電圧を発生するための電圧レギュレータと、
前記レギュレータに対する前記基準信号を発生するための制御回路とを備え、
この制御回路は、前記電気的負荷からの負荷特性データ、および複数の電気負荷のタイプから電気負荷のタイプを選択するための選択入力に応答自在であり、もって、前記選択入力が電気負荷のタイプを決定し、前記制御回路によって前記負荷特性データを評価することができるようにし、かつ前記レギュレータのための基準信号を発生するようになっている電源。 A power supply for supplying electrical load to generate load characteristic data that determines power supply characteristics to be provided from the power supply to the electrical load,
A voltage regulator that is responsive to a reference signal to set a power supply characteristic and generates an output voltage to be provided as an input voltage for powering the electrical load;
A control circuit for generating the reference signal for the regulator;
The control circuit is responsive to load characteristic data from the electrical load and a selection input for selecting an electrical load type from a plurality of electrical load types, the selection input being an electrical load type. A power supply adapted to determine the load characteristic data by the control circuit and to generate a reference signal for the regulator.
複数のVID入力コンパレータを備え、このコンパレータは、それぞれのビットとスレッショルド電圧とを比較するための入力として、前記VIDコードのそれぞれのビットを有する、請求項5記載の電源。 The VID control circuit further includes
6. The power supply of claim 5, comprising a plurality of VID input comparators, each comparator having a respective bit of the VID code as an input for comparing the respective bit with a threshold voltage.
前記電力供給特性を設定するための基準信号に応答し、前記電気的負荷に給電するための入力電圧として提供すべき出力電圧を発生するステップと、
前記電気的負荷からの負荷特性データ、および複数の電気的負荷タイプから、電気的負荷のタイプを選択するための選択入力に応答し、前記レギュレータのための前記基準信号を発生し、よって前記選択入力が電気的負荷のタイプを決定し、前記レギュレータのための前記基準信号を発生するのに、前記負荷特性データを評価できるようにするステップを更に有する、電気的負荷を給電するための方法。 A method for powering an electrical load from a power source to generate load characteristic data that determines power supply characteristics to be provided to the electrical load,
Responsive to a reference signal for setting the power supply characteristic, generating an output voltage to be provided as an input voltage for powering the electrical load;
Responsive to a load input from the electrical load and a selection input for selecting an electrical load type from a plurality of electrical load types, generating the reference signal for the regulator, and thus the selection A method for powering an electrical load, further comprising: allowing an input to determine the type of electrical load and evaluating the load characteristic data to generate the reference signal for the regulator.
前記選択入力を受信し、デジタル入力VIDコードを基準電圧に変換するステップを更に備える方法。 The electrical load includes a microprocessor load, the plurality of electrical load types includes a plurality of microprocessor load types, and the load characteristic data includes a load type of the plurality of microprocessors. 18. The method of claim 17, comprising a digital voltage identification (VID) code associated with each one of
The method further comprising receiving the selection input and converting the digital input VID code to a reference voltage.
出力電圧を設定するための基準電圧に応答自在であり、前記マイクロプロセッサの負荷に給電するための入力電圧として提供すべき出力電圧を発生するための電圧レギュレータと、
前記レギュレータに対する前記基準信号を発生するための制御回路とを備え、この制御回路は、前記マイクロプロセッサの負荷からのデジタルVIDコードおよび複数のマイクロプロセッサの負荷のタイプからのマイクロプロセッサのタイプを選択するための選択入力に応答自在であり、よって、前記選択入力がマイクロプロセッサの負荷のタイプを決定し、前記VIDコードによって前記VIDコードを評価できるようにし、前記レギュレータのための基準信号を発生するようになっている電源。 A power supply for powering a microprocessor load that generates a digital voltage identification (VID) code that determines power supply characteristics to be provided from the power supply to the microprocessor load,
A voltage regulator that is responsive to a reference voltage for setting an output voltage and generates an output voltage to be provided as an input voltage for powering the microprocessor load;
A control circuit for generating the reference signal for the regulator, the control circuit selecting a digital VID code from the microprocessor load and a microprocessor type from a plurality of microprocessor load types Is responsive to a selection input for the microprocessor, so that the selection input determines the type of microprocessor load, enables the VID code to be evaluated by the VID code, and generates a reference signal for the regulator Power supply that is.
入力VIDコードを前記基準電圧に変換するための前記選択入力を受信するデジタル−アナログコンバータを備える、請求項33記載の電源。 The VID control circuit is
34. The power supply of claim 33, comprising a digital-to-analog converter that receives the select input for converting an input VID code to the reference voltage.
複数のVID入力コンパレータを備え、これらコンパレータは、それぞれのビットとスレッショルド電圧を比較するための入力として、前記VIDコードのそれぞれのビットを有する、請求項34記載の電源。 The VID control circuit further includes:
35. The power supply of claim 34, comprising a plurality of VID input comparators, each comparator having a respective bit of the VID code as an input for comparing a respective bit with a threshold voltage.
出力電圧を設定するよう基準電圧の応答し、前記マイクロプロセッサの負荷に給電するための入力電圧として提供するべき出力電圧を発生するステップと、
前記マイクロプロセッサの負荷からのデジタルVIDコード、および複数のマイクロプロセッサの負荷のタイプからマイクロプロセッサの負荷のタイプを選択するための選択入力に応答し、前記レギュレータのための前記基準信号を発生し、よって、前記選択入力がマイクロプロセッサの負荷のタイプを決定し、前記レギュレータのための前記基準信号を発生するのに、前記デジタルVIDコードを評価できるようにするステップを更に備える、マイクロプロセッサの負荷に給電するための方法。 A method for powering a microprocessor load that generates a digital voltage identification (VID) code that determines an input voltage to be provided to the microprocessor load from a power source, the method comprising:
Responsive to a reference voltage to set an output voltage and generating an output voltage to be provided as an input voltage for powering the microprocessor load;
Responsive to a digital VID code from the microprocessor load and a selection input for selecting a microprocessor load type from a plurality of microprocessor load types, generating the reference signal for the regulator; Thus, the microprocessor load further comprises the step of allowing the selection input to evaluate the digital VID code to determine the type of microprocessor load and generate the reference signal for the regulator. A method for supplying power.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/926,435 US7294993B2 (en) | 2004-08-25 | 2004-08-25 | Method and apparatus for customizing of a power supply based on load characteristic data |
PCT/US2005/029221 WO2006026169A2 (en) | 2004-08-25 | 2005-08-17 | Method and apparatus for customizing of a power supply based on load characteristic data |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008511283A true JP2008511283A (en) | 2008-04-10 |
Family
ID=35942164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007529963A Pending JP2008511283A (en) | 2004-08-25 | 2005-08-17 | Method and apparatus for customizing a power supply based on load characteristic data |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7294993B2 (en) |
JP (1) | JP2008511283A (en) |
KR (1) | KR100832915B1 (en) |
CN (1) | CN101218553A (en) |
DE (1) | DE112005002042T5 (en) |
TW (1) | TW200619895A (en) |
WO (1) | WO2006026169A2 (en) |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI282492B (en) * | 2005-01-28 | 2007-06-11 | Asustek Comp Inc | Adapter card for main board |
US7221135B2 (en) * | 2005-04-20 | 2007-05-22 | Stmicroelectronics S.R.L. | Method for regulating the time constant matching in DC/DC converters |
JP2008035609A (en) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Sharp Corp | Switching power circuit |
US8587269B2 (en) * | 2006-10-27 | 2013-11-19 | International Rectifier Corporation | Cycle by cycle synchronous buck converter control based on external clock |
TWM313812U (en) * | 2006-11-27 | 2007-06-11 | Micro Star Int Co Ltd | Computer device with over voltage protection |
US20080129260A1 (en) * | 2006-12-04 | 2008-06-05 | Jaber Abu Qahouq | Current sharing for multiphase power conversion |
US8055927B2 (en) * | 2007-05-23 | 2011-11-08 | International Business Machines Corporation | Structure for analyzing dynamic CPU voltage |
US7844846B2 (en) * | 2007-05-23 | 2010-11-30 | International Business Machines Corporation | System and method for analyzing dynamic CPU voltage |
TWI402647B (en) * | 2007-09-14 | 2013-07-21 | Asustek Comp Inc | Voltage control device, method and computer device capable of dynamically regulating voltage and effectively saving energy |
US7932704B1 (en) * | 2008-02-01 | 2011-04-26 | Intersil Americas Inc. | System and method of providing control pulses to control operation of a converter with high frequency repetitive load transients |
JP5526536B2 (en) * | 2008-12-18 | 2014-06-18 | 富士通株式会社 | Information processing apparatus, information processing system, program, and control apparatus |
US8988408B2 (en) * | 2010-03-22 | 2015-03-24 | Apple Inc. | Variable-bias power supply |
DE102010019711B4 (en) * | 2010-05-07 | 2012-03-01 | Fujitsu Technology Solutions Intellectual Property Gmbh | Power supply circuit, computer system, method of automatically configuring a multi-phase voltage converter and computer program product |
CN102130899B (en) | 2010-12-28 | 2015-04-29 | 华为技术有限公司 | Power protocol management method, device and applied power system |
US8791676B2 (en) * | 2011-09-30 | 2014-07-29 | Monolithic Power Systems, Inc. | Reference adjusting power supply for processor and control method thereof |
EP2648323B1 (en) * | 2012-04-03 | 2018-09-05 | Nxp B.V. | Switched-Mode Power Supply with Feedforward Control based on Load Setpoint |
CN102879631A (en) * | 2012-09-18 | 2013-01-16 | 华为技术有限公司 | Voltage detection device, system and method |
KR102045780B1 (en) | 2013-03-05 | 2019-11-18 | 삼성전자주식회사 | Bidirectional voltage positioning circuit, voltage converter and power supply device including the same |
US20140266123A1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-09-18 | Qualcomm Incorporated | Truncated ramp waveforms in switching regulators |
JP6510199B2 (en) * | 2014-08-19 | 2019-05-08 | ローム株式会社 | Switching circuit, audio amplifier integrated circuit, electronic device, driving method of electroacoustic transducer |
TWI579678B (en) * | 2015-08-13 | 2017-04-21 | 華碩電腦股份有限公司 | Power adapter and control method thereof |
US10050559B2 (en) * | 2016-01-20 | 2018-08-14 | Linear Technology Llc | Control architecture with improved transient response |
US10468984B2 (en) * | 2016-07-01 | 2019-11-05 | Dialog Semiconductor (Uk) Limited | DC-DC switching converter with adaptive voltage positioning combined with digital-to-analog converter servo |
US10649477B2 (en) | 2017-05-18 | 2020-05-12 | Cypress Semiconductor Corporation | Programmable shunt regulator |
US10205445B1 (en) * | 2017-09-25 | 2019-02-12 | Synopsys, Inc. | Clock duty cycle correction circuit |
US11204614B2 (en) * | 2017-10-27 | 2021-12-21 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited | Current balance circuit |
JP6986999B2 (en) * | 2018-03-15 | 2021-12-22 | エイブリック株式会社 | Voltage regulator |
CN114039484B (en) * | 2021-11-01 | 2024-05-10 | 成都芯源系统有限公司 | Control circuit of direct current converter and self-adaptive voltage positioning control method |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0649141A (en) * | 1992-08-04 | 1994-02-22 | Matsushita Electric Works Ltd | Liquid resin molding material |
JPH0720786A (en) * | 1993-07-06 | 1995-01-24 | Toyobo Co Ltd | Sheet-like engaging member |
US6137188A (en) * | 1999-05-28 | 2000-10-24 | 3Com Corporation | Method for shared voltage regulation with multiple devices |
US6465993B1 (en) * | 1999-11-01 | 2002-10-15 | John Clarkin | Voltage regulation employing a composite feedback signal |
US6772356B1 (en) * | 2000-04-05 | 2004-08-03 | Advanced Micro Devices, Inc. | System for specifying core voltage for a microprocessor by selectively outputting one of a first, fixed and a second, variable voltage control settings from the microprocessor |
DE60001923T2 (en) * | 2000-11-24 | 2004-01-15 | Agilent Technologies Inc | Circuit for generating a logical output signal corresponding to cross points of differential signals |
US6574577B2 (en) * | 2000-12-13 | 2003-06-03 | Intel Corporation | Circuit to indicate the status of a supply voltage |
US6965502B2 (en) * | 2001-03-21 | 2005-11-15 | Primarion, Inc. | System, device and method for providing voltage regulation to a microelectronic device |
US7262628B2 (en) * | 2004-07-02 | 2007-08-28 | Primarion, Inc. | Digital calibration with lossless current sensing in a multiphase switched power converter |
US6694272B1 (en) * | 2001-11-08 | 2004-02-17 | Galaxy Power, Inc. | Microcontroller controlled voltage reference |
US6778033B2 (en) * | 2002-05-02 | 2004-08-17 | Intel Corporation | Voltage control for clock generating circuit |
US7020786B2 (en) * | 2002-07-23 | 2006-03-28 | Dell Products L.P. | System and method for selecting a voltage output reference |
US7023672B2 (en) * | 2003-02-03 | 2006-04-04 | Primarion, Inc. | Digitally controlled voltage regulator |
-
2004
- 2004-08-25 US US10/926,435 patent/US7294993B2/en active Active
-
2005
- 2005-08-17 CN CNA2005800354448A patent/CN101218553A/en active Pending
- 2005-08-17 JP JP2007529963A patent/JP2008511283A/en active Pending
- 2005-08-17 KR KR1020077005168A patent/KR100832915B1/en active IP Right Grant
- 2005-08-17 DE DE112005002042T patent/DE112005002042T5/en not_active Withdrawn
- 2005-08-17 WO PCT/US2005/029221 patent/WO2006026169A2/en active Application Filing
- 2005-08-22 TW TW094128602A patent/TW200619895A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20070036193A (en) | 2007-04-02 |
US20060043947A1 (en) | 2006-03-02 |
WO2006026169A2 (en) | 2006-03-09 |
WO2006026169A3 (en) | 2007-11-15 |
TW200619895A (en) | 2006-06-16 |
KR100832915B1 (en) | 2008-05-28 |
DE112005002042T5 (en) | 2007-10-18 |
US7294993B2 (en) | 2007-11-13 |
CN101218553A (en) | 2008-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008511283A (en) | Method and apparatus for customizing a power supply based on load characteristic data | |
US6912144B1 (en) | Method and apparatus for adjusting current amongst phases of a multi-phase converter | |
US6678178B2 (en) | DC-to-DC converter with improved transient response | |
US6680604B2 (en) | Methods to control the droop when powering dual mode processors and associated circuits | |
US7002817B2 (en) | DC-to-DC converter with improved transient response | |
US7498783B2 (en) | Extending the continuous mode of operation for a buck converter | |
US7772811B1 (en) | Power supply configurations and adaptive voltage | |
US7202644B2 (en) | DC—DC converting method and apparatus | |
US6204651B1 (en) | Method and apparatus for regulating an output voltage of a switch mode converter | |
US8576589B2 (en) | Switch state controller with a sense current generated operating voltage | |
TWI581547B (en) | A device, a modulator, and a method for limiting current in a converter | |
US8013587B2 (en) | DC/DC power supply circuit with a bypass circuit | |
US20090079408A1 (en) | Voltage mode pwmff-pfm/skip combo controller | |
CN115053442A (en) | Current limiting for boost converters | |
US20230134098A1 (en) | Control circuit for dc-dc converters with current limit and control method thereof | |
US11817785B2 (en) | Device and method for controlling output voltage of a digital-to-analog converter | |
US20230138397A1 (en) | Control circuit for dc-dc converters with nonlinear adaptive voltage position and control method thereof | |
Song et al. | High-accuracy hysteretic current-mode regulator for powering microprocessors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090818 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100209 |